水閘胸墻預(yù)制、吊裝施工工藝探討

蔣金城 陳言兵

水閘胸墻預(yù)制、吊裝施工工藝探討

蔣金城 陳言兵

一、引言

胸墻是位于閘孔上部、閘室胸位的擋水墻，當(dāng)水閘設(shè)計(jì)擋水位高于泄流控制水位且差值較大時(shí)，為減小閘門高度，可設(shè)置胸墻。胸墻與閘墩間有固支與簡(jiǎn)支二類連接形式。在水閘施工中，受限于胸墻重量和吊裝條件限制，一般采取原位立模現(xiàn)澆，但此種施工方法中對(duì)澆筑的支撐結(jié)構(gòu)、澆筑質(zhì)量、止水設(shè)置等要求較高，施工工藝也較為復(fù)雜。本文以寶應(yīng)湖退水閘施工為例，就胸墻施工現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、吊裝施工進(jìn)行一些探討。

二、工程概況

寶應(yīng)湖退水閘位于大汕子隔堤，處于寶應(yīng)縣和金湖縣交界處，上游寶應(yīng)湖，下游入江水道，主要功能為汛前預(yù)排寶應(yīng)湖澇水，汛期擋住入江水道洪水，汛后排除寶應(yīng)湖澇水。經(jīng)多年運(yùn)行，存在不同程度的病害，經(jīng)安全鑒定為三類閘，被列入了淮河入江水道整治工程的加固項(xiàng)目。本次加固中一個(gè)重要內(nèi)容即為胸墻重建，一方面考慮到胸墻支撐、澆筑、止水設(shè)置較復(fù)雜；另一方面因地理位置特殊，無汛期導(dǎo)流措施，必須在一個(gè)非汛期內(nèi)完成，工期較短，因此對(duì)胸墻重建工程采取現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制、吊裝的方法進(jìn)行施工。

寶應(yīng)湖退水閘設(shè)計(jì)流量160m3/s，閘孔總凈寬40m，分5孔，每孔凈寬8.0m。5孔均設(shè)簡(jiǎn)支梁板式胸墻，高度為4.9m，長(zhǎng)度為8.38m，板厚度為0.45m。

三、胸墻預(yù)制

胸墻采用面板側(cè)向下的方式進(jìn)行預(yù)制，為更好地控制門楣埋件的安裝進(jìn)度，門楣部分在胸墻安裝完成后采用二期混凝土澆筑。

1.預(yù)制工藝流程

制作底模→鋼筋加工及安裝→架設(shè)側(cè)?！炷翝仓鸪齻?cè)?！噳K試壓→吊運(yùn)準(zhǔn)備。

2.底模制作

在原水閘護(hù)坦上澆筑10cm厚混凝土，表面壓實(shí)抹光。

3.鋼筋加工及安裝

按型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行復(fù)檢，合格后進(jìn)行分類標(biāo)識(shí)、堆放，鋼筋經(jīng)切斷、彎曲成型后的半成品分類堆放。在底模上彈出鋼筋安裝位置控制線，安裝位置及尺寸偏差符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。逐一檢查鋼筋連接或焊接接頭，確保鋼筋連接質(zhì)量。

4.架設(shè)側(cè)模

模板均采用定型鋼模，強(qiáng)度、剛度滿足規(guī)范要求。對(duì)鋼筋、預(yù)埋件驗(yàn)收合格后，涂刷脫模劑，安裝模板。與混凝土接觸的鋼模表面打磨除銹，達(dá)到視覺上無銹跡，分片組裝。

5.混凝土澆筑

混凝土采用拌合系統(tǒng)集中拌制，人工入倉(cāng)，插入式振搗器振搗密實(shí)，澆筑完成收面后及時(shí)覆蓋，終凝后及時(shí)開始養(yǎng)護(hù)。

四、胸墻吊裝

1.胸墻吊裝安全復(fù)核

（1）起吊設(shè)備的選擇

根據(jù)施工預(yù)制構(gòu)件預(yù)制現(xiàn)場(chǎng)情況，以距離安裝點(diǎn)最遠(yuǎn)構(gòu)件作為最不利狀況進(jìn)行計(jì)算，采用跨外吊裝方式，現(xiàn)場(chǎng)確定起重機(jī)在上游護(hù)坦就位（高程為 3.50m），工作幅度為12m，胸墻底高程為7.00m，胸墻頂高程11.90m，經(jīng)計(jì)算吊臂頂點(diǎn)須達(dá)到的高程為20.30m（鋼絲繩夾角 α=600），查《建筑施工手冊(cè)》及相關(guān)起重機(jī)起重特性數(shù)據(jù)，選用450t格魯夫GMK7450汽車起重機(jī)一臺(tái)，胸墻就位時(shí)，采用臂長(zhǎng)L=〔122+（20.3-3.5-2.0）2〕1/2=19.05m，查詢樣本臂長(zhǎng)取20.9m，作業(yè)半徑12m時(shí)，全配重、支腿全伸情況吊裝最大起重量可達(dá)到107t，而實(shí)際起吊重量 Q=kQ1+Q2=78.3+1.5=79.8t（Q1為構(gòu)件的重量，胸墻自重為78.3t；Q2為索具構(gòu)件加固等的重量約1.5t），滿足要求。

（2）吊裝用具的復(fù)核

選用φ52mm鋼絲繩15m共2根，折雙后用于槽鋼穿預(yù)制構(gòu)件預(yù)留孔連接；吊索每邊吊索上的受力：s=Q/（4cosβ）=79.8/（4cos30°）=23.04t（β為吊索與垂直線之間的角度，Q為吊重）。

而鋼絲繩允許拉力：σg=（α×Fg）/K=（0.85×155.5）/5=26.44t（Fg為鋼絲繩的鋼絲破斷拉力總和；α為換算系數(shù)，取α＝0.85；K為鋼絲繩的安全系數(shù)，機(jī)動(dòng)起重設(shè)備K取5）。

鋼絲繩允許拉力大于鋼絲繩受力，選用吊具安全可靠。

2.吊裝工藝流程

安裝位置彈線、標(biāo)記→主吊車進(jìn)場(chǎng)→主吊車就位→吊車支車→工作半徑核實(shí)→吊車掛鉤→試吊→正式吊裝→翻身（起臺(tái)、扶直）→構(gòu)件就位→臨時(shí)固定→拆除主鉤。

3.吊裝準(zhǔn)備工作

（1）平整場(chǎng)地，保證場(chǎng)地堅(jiān)實(shí)，道路暢通。

（2）檢查結(jié)構(gòu)有無缺損、變形、裂紋等。檢查結(jié)構(gòu)外形尺寸，預(yù)埋件位置是否符合圖紙要求。

（3）在閘墩上彈出截面軸線位置及安裝線，在胸墻兩端上也要彈出縱向吊裝基準(zhǔn)線。

（4）混凝土強(qiáng)度必須達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，方可起運(yùn)。

4.吊裝過程

（1）清掃定位線。

（2）掛鉤：四根吊索要等長(zhǎng)。復(fù)核吊點(diǎn)是否對(duì)稱，在兩端設(shè)置溜繩控制胸墻起升時(shí)的擺動(dòng)。

（3）試吊：緩慢吊至離地面0.5m時(shí)，暫停止起升，進(jìn)行胸墻及起吊點(diǎn)的檢查，確認(rèn)無誤后，繼續(xù)提升。

（4）起吊翻身：繼續(xù)提升，胸墻下口提升至剛好離地時(shí)，暫停止起升，進(jìn)行構(gòu)件及起吊點(diǎn)的檢查，確認(rèn)無誤后，繼續(xù)緩慢提升，將胸墻慢慢扶正。再次對(duì)構(gòu)件及起吊點(diǎn)進(jìn)行檢查，確認(rèn)無誤后，繼續(xù)提升。

（5）就位：繼續(xù)提升，胸墻提升高程7.5m處，垂直緩慢將胸墻落下，以便對(duì)線就位。就位時(shí)緩慢落鉤，盡量一次對(duì)好縱軸線，就位后的胸墻位置如仍與設(shè)計(jì)位置有較大的偏差，將胸墻再次吊起重新對(duì)線就位，不得在閘墩上拖拉胸墻，也不得使用撬杠沿縱向撬動(dòng)胸墻。必須注意底部膨脹橡膠止水的安放位置準(zhǔn)確。

（6）垂直度校正：胸墻的校正采用“邊吊邊校法”，在吊裝前，在閘墩上距胸墻下游側(cè)50cm處用木斗彈出一條垂直線，胸墻吊裝時(shí)一邊就位一邊用量水平距離的方法校正垂直度。

（7）最后固定：校正完畢后，及時(shí)將胸墻的預(yù)設(shè)定位鋼板與閘墩上的鋼筋焊接固定，并在兩側(cè)采用鋼管臨時(shí)頂撐的方式進(jìn)行固定，尤其要重視胸墻重心偏向的一側(cè)。

（8）吊裝結(jié)束后，及時(shí)檢查、驗(yàn)收構(gòu)件的安裝位置、止水安裝是否符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，外觀是否有碰損、掉角等情況。

五、施工控制要點(diǎn)

1.胸墻預(yù)制

（1）底模澆筑時(shí)要重點(diǎn)控制好表面平整度，使用磨光機(jī)等進(jìn)行收光。

（2）側(cè)模安裝時(shí)應(yīng)注意控制平面尺寸。為提高胸墻預(yù)制外觀質(zhì)量，在側(cè)模與底座間加墊泡沫條防止漏漿。

（3）鋼筋的加工和安裝應(yīng)符合《水工混凝土鋼筋施工規(guī)范》（DL/T5169-2002）及《鋼筋焊接及驗(yàn)收規(guī)程》（JGJ18-2012）的要求。

（4）應(yīng)確保預(yù)埋件、預(yù)留孔洞的位置和尺寸符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

（5）澆筑時(shí)應(yīng)注意梁等位置的混凝土振搗密實(shí)。

（6）預(yù)制完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行外形尺寸、外觀質(zhì)量等檢查驗(yàn)收工作。

2.胸墻吊裝

（1）胸墻吊裝的方案應(yīng)進(jìn)行方案審查，重點(diǎn)做好安全復(fù)核、安全措施審查工作。

（2）胸墻吊裝過程前，應(yīng)注意審查吊車、鋼絲繩等設(shè)備的檢驗(yàn)證書，審查吊裝人員的資格證書。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)完善組織體系，做到現(xiàn)場(chǎng)人員分工明確、責(zé)任到人。

（3）胸墻起吊前構(gòu)件強(qiáng)度必須符合設(shè)計(jì)要求。

（4）吊裝過程中應(yīng)注意嚴(yán)格按照經(jīng)監(jiān)理批準(zhǔn)的施工方案進(jìn)行施工。重點(diǎn)應(yīng)注意吊車位置、吊具的安裝必須嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行。

（5）就位時(shí)應(yīng)重點(diǎn)控制好縱橫向位置、垂直度、頂面高程等指標(biāo)。要對(duì)照的縱橫向位置，在閘墩上彈出控制輪廓線便于對(duì)照。

（6）就位后應(yīng)及時(shí)檢查止水的安裝是否符合要求。

（7）吊裝完成后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行固定工作。

六、結(jié)論

采用預(yù)制、吊裝的方法施工，有效縮短了關(guān)鍵線路中關(guān)鍵工作時(shí)間，經(jīng)測(cè)算可節(jié)約工期約15天。在當(dāng)下人員經(jīng)費(fèi)高昂的情況下，采用本文的施工方法節(jié)約了支撐系統(tǒng)搭設(shè)、高空模板安裝等成本。

本工程經(jīng)2013年汛期考驗(yàn)，經(jīng)多次檢查無異常情況，質(zhì)量較好，取得了較好的效果

江蘇省灌溉總渠管理處 223200 淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院 223001）